1 EGYÉB Az arteria pulmonalis rugalmasságának korfüggı változása Írta: DR. VISONTAI ZSUZSANNA, DR. KARLÓCAI KRISTÓF, DR. KOVÁCS GÁBOR, DR. MERSICH BEATRIX, DR. JOKKEL GÁBOR, DR. KOLLAI MÁRK Bevezetés Az elasztikus nagyerek szélkazán funkciója a hemodinamika egyik meghatározó tényezıje, amely az ultrahangos módszerek bevezetése óta klinikai körülmények között is tanulmányozható. Az érrugalmasság jellemzésére több paramétert használnak, a disztenzibilitás az egyik leggyakrabban alkalmazott mutató. Definíció szerint ez az adott nyomásváltozásra bekövetkezı relatív érátmérı-változás. Az erek esetében a nyomás-átmérı összefüggés két komponensre osztható: a dinamikus és a statikus disztenzibilitásra. Míg az elıbbi a pulzusnyomás, azaz viszonylag gyors, rövid ideig tartó nyomásváltozás hatására bekövetkezı relatív érátmérı-változás, addig a statikus disztenzibilitás tartósabb nyomásemelkedés, például a fizikai terhelés során létrejövı relatív érátmérı-változást mutatja a terhelés elıtti állapothoz viszonyítva. A szisztémás keringés artériáinak elasztikus viselkedése számos tanulmány tárgyát képezte: ismert az életkor, a hypertonia és számos antihypertensiv gyógyszernek a rugalmasságra kifejtett hatása (1-12). A kisvérkör vonatkozásában azonban kevés human in vivo vizsgálat történt, és a kapott eredmények is ellentmondásosak. Az a. pulmonalis (AP) nyomásának mérését általában katéterrel végezték, míg az átmérı mérése többféle technikával történt. Gozna és mtsai. az érátmérıt angiográfiás módszerrel mérve azt találták, hogy az érfal rugalmassága a kor elırehaladtával csökken, míg mások az érátmérıt ultrahangos módszerrel, illetve MRI-vet mérve hasonló összefüggést nem találtak (13, 14, 15). Pulmonalis hypertoniában (PHT) az a. pulmonalis rugalmassága a normotoniás kontroll csoporthoz képest csökkent (16). Összefoglalva: az AP nyomás-átmérı összefüggésére, illetve rugalmasságára vonatkozó kevés szántú irodalmi adat ellentmondásos, és egymástól eltérı metodikákkal nyert eredményeken alapul. Jelen tanulmány célja az AP-ban a nyomás-átmérı összefüggés mennyiségi viszonyainak és a dinanfikus és statikus disztellzibilitás (D din, D stat ) értékeinek meghatározása, valamint az érrugalmasság korfüggésének vizsgálata volt emberben, in vivo körülmények között. A Nyomást az AP katéterezésével, az érátmérıt ultrahanggal határoztuk meg. Beteganyag és módszer Összesen 14 alanyt vizsgáltunk, ehbbıl nyolc fiatal, önként vállalkozó, egészséges (35 év alatti csoport; 4 férfi, 4 nı; átlagéletkor 22 ± 2 év) és hat az Országos Korányi Intézet Kardiológiai Osztályán fekvı beteg (35 év feletti csoport; 4 férfi, 2 nı; átlagéletkor 55 ± 15 év) volt. A betegeknél elektrofiziológiai vizsgálat történt, amelyhez a jelen vizsgálati protokoll kapcsolódott. A kardiológiai diagnózisok a következık voltak: cardioniyopathia (3), mitralis stellosis és/vagy insuffitientia (1 ), szívinfarctus (2), sick sinus syndroma (2). Az akut myocardialis infarctus és vizsgálatunk között eltelt idı átlagosan 7 év volt. A betegek anamnézisében, illetve leleteiben PHT-ra vagy tüdıbetegségre utaló adat
2 nem szerepelt. Kizárólag azon betegek mérési eredményeit használtuk fel, akikben az AP nyomás az élettani tartományban volt (> 30/15 Hgmm). Valamennyi beteg a vizsgálat alatt spontán légzett és színusz ritmusban volt. Egészséges, önként vállalkozó alanyaink orvostanhallgatók, valamint a SOTE dolgozói közül kerültek ki. Szív-, ér-, tüdöetegség, valamint PHT anamnézisükben nem szerepelt, fizikális vizsgálattal és echocardiographiával eltérés nem mutatkozott. Alanyaink az elvégzendı vizsgálatról írásban és szóban megfelelı tájékoztatást kaptak, a vizsgálat írásbeli beleegyezésük után történt. A méréseket az ETT TUKEB engedélyezte. Jobb szívfél katéterezés A jobb szívfél katéterezést elızetes prenfedikáció nélkül, Lidocain lokál anesztéziában, hanyatt fekvı testhelyzetben végeztük. A jobb oldali véna jugulárison keresztül Swan-Ganz típusú katétert vezettünk az AP jobb oldali fıágába. A megfelelı katéterpozíciót mellkasröntgennel ellenıriztük, a beavatkozás alatt az EKG-t folyamlatosan regisztráltuk. Valamennyi katéterezést ugyanaz az orvos végezte, konplikácló nem lépett fel. Az AP nyomás kiérése a bevezetett katéterhez csatlakoztatott Statham transzducerrel történt, a nulla nyomfást a negyedik intercostalis tér szintjéhez állítottuk. Ultrahang vizsgálat A jobb AP ág átlmérıjét suprasternalis megközelítésbıl ultrahang segítségével mértük M-módban (Hewlett Packard Somos 2000), 3,5 MHz-es vizsgálófejjel. Protokoll Az alanyok éhgyomorral kerültek vizsgálatra. Az EKG elektródák felhelyezése után történt a jobb szívfél katéterezés, hanyatt fekvı testhelyzetben. Tíz perces nyugalmi periódus után az érátmérıt és az AP nyomást egyidejőleg videöszalagon rögzítettük két percig nyugalomban, majd fizikai munkavégzés alatt. Ez utóbbi azt jelentette, hogy az alannyal levegıbiciklizést végeztettünk 1-2 percig, amíg az AP-ban nyomásemelkedést észleltünk. A katéter ultrahanggal történı vizualizálása biztosította, hogy az érátmérı és nyomásmérés az ér azonos helyén történt, nyugalomban és terhelés alatt egyaránt. A videöszalagon rögzített érátmérı és - nyomás adatok kiértékeésére késıbbi idıpontban került sor, amelynek során 10-15 kilégzés végi szívciklust analizáltunk. A mérési adatokból a következı paramétereket számoltuk: 1. Átlagos pulmonalis arteriás nyomás (MPAP): PDBP + 1/3 (PSDP-PDBP), ahol a PDBP, illetve PSDP az AP-ban mért diasztolés, illetve szisztolés vérnyomásértékek. 2. Dinamikus disztenzibilitás (D din, ): 2 D/D x P, ahol D a végdiasztolés érátmérı, D érátmérı-változás a végdiasztolétıl a csúcsszisztoléig, AP a pulzusváltozás (PSBP-PDBP). A Ddin-t a pulzusnyomás hatására bekövetkezı relatív érátmérı-változásként definiáltuk. 3. Statikus disztenzibilitérs (D stat ): 2 MD / MD x MPAP), ahol MD az átlagos érátmérı nyugalomban, MD az átlagos érátmérı változása terhelés során a
3 nyugalmi értékhez viszonyítva, MPAP az átlagos AP nyomásváltozás terhelés alatt, a kontroll (nyugalmi) állapothoz viszonyítva. Statisztikai analízis Kétmintás t-próbát használtunk a miért, illetve számolt paraméterek (D. D, D din, D stat ) korcsoportok között történı összehasonlításra. A rugalmassági mutatók életkorfüggését, valamint a Dd in és a Dstat egymástól való függését lineáris regressziós analízissel határoztuk meg. Statisztikai számításainkat az MS-Exel programcsomag segítségével végeztük. Az eredményeket átlag ±1SD formában adtuk meg. A különbségeket statisztikailag szignifikánsnak p < 0,05 esetén tekintettük. Eredmények Az 1. ábra két konkrét, korcsoportjára jellemzı alany mérési eredményeit mutatja: 21 éves fiatal és 82 éves idıs vizsgált személy esetében. Az azonos léptékő koordinátarendszerekben az AP nyomás függvényében az érátmérıt tüntettük fel. Az alsó egyenesek a nyugalmi, azaz a kontroll, míg a felsık a terhelés alatti állapotnak felelnek meg. Az egyenesek bal oldali végpontjai a végdiasztolés, a jobb oldali végpontok a csúcsdiasztolés nyomás- és érátmérı-értékek. A fiatal alany estében kis nyomásváltozásra nagy érátmérı-változás következett be, nagy dinamikus disztenzibilitás értéket eredményezve. Terhelés alatt a nyomás-átmérı összefüggés felfelé tolódott el, azaz munkavégzés során további átmérınövekedés történt a nyugalmi állapothoz viszonyítva, miközben a pulmonális nyomás csak mérsékelten emelkedett, így a D stat is nagy értéket adott. Idıs korban az AP végdiasztolés átmérıje nagyobb volt, mint a fiatal korban. Kifejezett vérnyomásemelkedés mellett alig történt érátmérı-növekedés, ezért a D din számértéke alacsony volt. Fizikai munkavégzés során a nyomás-átmérı görbe jobbra tolódott el, terhelés alatt jelentıs nyomásemelkedés történt, miközben az érátmérı alig változott, nagyon alacsony, gyakorlatilag nulla D stat -t eredményezve. Az alanyok klinikai adatait, valamint az AP biomechanikai jellemzıit az I. táblázat foglalja össze. A 35 év alatti, illetve feletti korcsoportok szisztémás vérnyomás és átlagos pulmonális nyomás értékeikben nem tértek el egymástól. A D kisebb, a AD pedig nagyobb volt fiatalokban, összehasonlítva a 35 év feletti csoporttal (0,92 ±0,09 vs 1.26 ± 0,22 cm és 0,12 + 0,05 vs 0,08 ± 0,03 cm, p < 0,05). A teljes vizsgált populációra vonatkozóan az AP rugalmasságát jellemzı D din (átlag 24,9 10-3 Hgmm -1 ), illetve D stat (átlag 29,8 10-3 Hgmm -1 ) felülmúlta a szisztémás nagyerek hasonló értékeit (normál tartomány. 5-15 10-3 Hgmm -1 ) (2. ábra). Mindkét disztenzibilitási mutató (D din,, D stat ) nagyobb volt a 35 é-v alatti csoportban (36,4 ± 15,3 vs 12,1 ± 7.7. illetve 43,9 ± 22.1 vs 13,3 ± 8,2 10-3 Hgmm -1, p <0,05} és a két változó szorosan korrelált egymással (r = 0,85. p < 0,0005) (3. ábra). Mind a D stat, mind pedig a D din, az életkor elırehaladtával csökkent, logaritmusuk szignifikánsan korrelált az életkorral (r = 0,88. r = 0.86) (4. ábra). Fiatal nıkben a D stat nagyobb volt, összehasonlítva férfi kortársaik megfelelı értékeivel (57,9 ± 20,9 vs 29.9 ±13,3 10-3 Hgmm -1, p < 0,05). Megbeszélés Jelen tanulmány célkitőzése az AP-ban a nyomás-átmérı összefüggés mennyiségi
4 meghatározása, valamint a dinamikus, illetve statikus disztenzibilitás korfüggésének vizsgálata emberben, in vivo körülmények között. Az AP rugalmasságának korfüggésére vonatkozóan kevés humán vizsgálat történt, és a meglévı irodalmi adatok ellentmondásosak (13-15). Amíg a szisztémás erek esetében az a. brachialison sphygnlomanométerrel mért vérnyomásértékek a rugalmassági mutatók számításához felhasználhatók. addig az AP nyomás non-invazív módon nem mérhetı, ehhez jobb szívfél katéterezés szükséges. Másrészrıl az AP ultrahanggal történı leképezése megfelelı minıségő M-módú felvétel készítése- gyakorlottabb ultrahangos vizsgálót igényel. Megfigyeléseinkkel ellentétben, Pasierski és rnunkacsoportja nem talált összefüggést az elasztikus modulus és az életkor között (14). A munkacsoport elsıdleges célja azonban az érrugalmasság nyomásfüggésének meghatározása volt, ennek megfelelıen vizsgálataik pulmonalis nyomás szempontjából nem csupán normotoniás kardiológiai betegekben történtek, hanem PHT-ban szenvedıkben is (PSBP: 22-108 Hgmm). A rugalmassági mutató az AP nyomással szorosan korrelált. Elképzelhetı, hogy PHT-ban a tüdıverıér annyira rugalmatlanná válik az életkortól függetlenül is, hogy elfedi a normotoniában meglévı korfüggı összefüggést. Pasierski munkacsoportja az egyes alanyok esetében kevesebb szívciklust analizált (2-5 vs 10-15). és nem az AP nyomás szisztolés és diasztolés értékének megfelelı érátmérı-értékekkel számolt, hanem az adott alany átlagos pulmonális nyomás és érátmérı adataival, függetlenül attól, hogy a mért értékek ugyanabból a szívciklusból szárrmaztak-e. Gozna és munkatársai allgiográfiás módszerrel követték az AP átmérıjét, illetve annak változását a szívciklus során, 1-45 éves alanyokban, és elasztikus modulust számoltak (13). Munkacsoportunk eredményei ultrahangos technikát használva és valamivel idısebb populációt vizsgálva (21-82 év) Gozna megfigyeléseit támogatják. Közismert tény, hogy a kisvérkör erei a szisztémás elasztikus típusú ereknél rugalmasabbak, azonban ugyanabban az alanyban az aorta. illetve az AP rugalmassági mutatóit nem hasonlították össze. 20-25 év közötti egészséges fiatalokban az aortaív és az AP Ddin értékeit vizsgálva, a tüdıverıér rugalmasságát kb. hétszer nagyobbnak találtuk a megjelölt szisztémás érnél. Megfigyeléseinkkel összhangban, Gozna és munkatársai az a. pulmonalis rugalmatlanságát jellemzı elasztikus modulust kb. 2.5-szer kisebbnek találták az aorta megfelelı értékeihez képest (13. ) Az életkor elırehaladtával a D din, és a D stat egyaránt csökken. Fiatal korban mindkét rugalmassági mutató szórása nagy, ami az életkor elırehaladtával egyre kisebbé válik. Ez arra enged következtetni, hogy önmagában a fiatal életkor nem jelent biztosan magas disztenzibilitási mutatókat, az életkor elırehaladtával azonban a tüdıverıér elaszticitása mindenképpen csökken. A D din, D stat fiatalkori nagy szórásának egyik lehetséges oka a nemek közötti érrugalmasság különbség. Összefoglalás Megállapítható, hogy 1. az AP rugalmassági jellemzıi ultrahang segítségével meghatározhatók, 2. a tüdıverıér dinamikus és statikus disztenzibilitása egyaránt felülmúlja a szisztémás erek hasonló értékeit, valamint 3. mindkét rugalmassági mutató a kor elırehaladtával csökken, a D stat esetekben meg is szőnhet.
5 Jelen vizsgálat eredményei viszonyítási alapul szolgálhatnak jövıben tervezett vizsgálatainkhoz, amelyekben tanulmányozni kívánjuk, hogyan változik a nyomásátmérı összefüggés PHT-ban, és ezt hogyan módosítják bizonyos terápiás beavatkozások, például nitrogén-monoxid inhalációs kezelés. Ilyen és ehhez hasonló vizsgálatokkal reményeink szerint közelebb jutunk az életkorral, illetve pulmonális nyomásemelkedéssel történı érbiomechanikai változások, valamint egyes terápiás bevatkozások hatásmechanizmusának megértéséhez. Köszönetnyilvánítás A mérések során nyújtott technikai segítségért köszönetet mondunk az Országos Korányi TBC és Pulmonológiai Intézet Kardiológiai Osztályán dolgozó Stupek Dezsıné fınıvérnek és dr. Kertész Tamás fıorvosnak. Irodalom 1. Ahlgren, A. R., Hansen, F., Sonesson, B., Lunne, T.: Stiffness and diameter of the common carotid artery and ab dominal aorta in women. Ultrasound Med. Biol., 23: 983-988, 1977. 2. Stefanidis, C., Dernellis, J., Vlachopo ulos, C., Tsioufis, C., Tsiamis, E., To utonzas, K., Pitsavos, C., Toutolzas, P.: Aortic function in arterial hyper tension determined by pressure-dia meter relation: effects of diltiatem. Circulation, 96: 1853-1858, 1997. 3. Sonesson, B., Vernersson, E., Hansen, F., Lanne, T.: Influence of sympathetic stimulation on the mechanical properties of the aorta. Acta Physiol. Scand., 159: 139-145, 1997. 4. Benetos, A., Asmar, R., Gautier, S., Salvi, P., Safar, M.: Heterogenity of the arterial three in essential hypertension: a non-invasive study of the terminal aorta and the common carotid artery. J. Hum. Hypertens. 8: 501507., 1994. 5. Reneman, R. S., Hoeks, A. P.: Arterial distensibility and compliance in hypertension. Neth. J. Med. 47: 153161, 1995. 6. Laurent, S.: Arterial wall hypertrophy and stiffness in essentiel hypertensive patients. Hypertensyon, 26: 355-362, 199s. 7. Guarini, P., Tedeschi, C., Giordano, G., Messina, V., Cicatiello, A. M., Strollo, A.: Effects of hypertension on intimal-medial thickness, left ventricular mars and aortic distensibility. Int. Angiol. 13: 317-322, 1994. 8. Laurent, S., Caviezel, B., Beck, L., Girerd, X., Billaud, E., Boutouyrie, P., Hoeks, A. P., Safar, M.: Carotid artery distensibility and distending pressure in hypertensive humans, Hypertension, 23: 878-883, 1994. 9. Benetos, A., Laurent, S., Hoeks, A. P., Boutouyrie, P. H., Safar, M.: Arterial alterations with alting and high blood pressure. A non-invasive study of carotid and femoral arteries. Arterioscler. Thromb., 13: 90-97, 1993.
6 10. Arcaro, G., Laiurent, S., Jondearu, G., Hoeks, A. P., Safar, M.: Stiffness of the common carotid artery in treated hypertensive patients. J. Hypertens, 9: 947-954, 1991. 11. Van Bortel, L. M., Kool, M. J., Boudier, H. A. S.: Effects of antihypertensive agents on local arterial distensibility and compliance. Hypertension, 26: 531-534, 1995. 12. Glasser, S. P., Arnett, D. K., McVeight, G. E., Finkelstein, S. M., Bank, A. K., Morgan, D. J., Cohn, J. N.: The importance of arterial compliance in cardiovascular drug therapy. J. Clin. Pharmacol., 38: 202-212,1998. 13. Gozna, E. R., Marble, A. E., Shaw, A., Holland, J. G.: Age-related changes in the mechanics of the aorta and pulmonary artery of man. J. Appl. Physiol., 3d: 407-411, 1974. 14. Pasierski, T. J., Starling, R. C., Binkley, P. F., Pearson, A. C.: Echocardiographic evaluation of pulmonary artery distensibility. Chert, 103: 1080-1083, 1993. 15. Bogren, H. G., Klipstein, R. H., Mohiaddin, R. H., Firmin, D. N., Undenvood, S. R., Rees, R. S. 0., Langrnore, D. B.: Pulmonary distensibility and blood flow patterns: A magnetic resonance study of normal subjects and of patients with pulmonary arterial hypertensive. Am. Heart J. 118: 990-999, 1989. 16. Greenfield, J. C., Griggs, D. M.: Relation between pressure and diameter in main pulmonary artery. J. Appl. Physiol., 18: 557-559, 1963. Dr. Visontai Zsuzsanna SOTE IL sz, Élettani Intézet 1085 Budapest, Üllıi út 78/a. Érbetegségek: 2000/1. 1-5. oldal